IoTでトレーニング追跡を革命化する
新しいIoTシステムでジム利用者とマネージャーのワークアウト追跡が簡単になるよ。
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ジムで運動するのって、健康を保ちたい人にとってはめっちゃ大事だよね。最近、ジムに通う人たちが自分のトレーニングを記録するのが増えてきたんだ。過去の活動を見直したり、今後のプランを立てるためにね。でも、アプリにデータを入力するのって、ほんとに時間も手間もかかるんだよね。このプロジェクトは、IoT技術を使って、そのプロセスを楽にすることを目指しているんだ。
ジムのエクササイズにおけるIoTとは?
IoTって言うのは、デバイスをインターネットに繋げてデータを集めたり共有したりすることを指すよ。具体的には、小さなデバイス、ビーコンがジムの器具に付けられてるんだ。これらのビーコンは、機械が使われているときの情報をユーザーやジムの管理者に送信することができる。つまり、ジムに通う人は、自分でトレーニング内容を手入力しなくて済むってわけ。全部自動で記録されるんだ。
システムの仕組み
このシステムはいくつかの部分が連携して動いてるよ。まず、特別なセンサーが付いたビーコンがジムの器具に設置されるんだ。このセンサーは、誰かが機械を使っているときや、何回エクササイズをしているかを感知するの。ビーコンは、そのデータをスマートウォッチやスマートフォンみたいなスマートデバイスに送るんだ。さらに、すべての情報を集めるゲートウェイがあって、それをクラウドサーバーに送信するんだ。最後に、ジムの管理者はダッシュボードを通じてこのデータにアクセスして分析できるよ。
自動記録のメリット
- 時間の節約: ユーザーは自分のトレーニング情報を入力する時間を取らなくていい。システムが代わりにやってくれるから。
- 正確性: 初期テストでは、システムが94%以上の精度でトレーニングを追跡できることが分かったよ。
- コストパフォーマンス: ビーコンは安価で、ほとんど電力を使わないから、長期間バッテリー交換なしで使えるんだ。
- プライバシー: システムは使っている器具のデータだけを集めて、ユーザーの個人情報は集めないよ。
- 管理者にとって役立つ: ジムの管理者は、各機械の使用頻度を簡単に監視できるから、メンテナンスやアップグレードについて賢い判断ができるんだ。
トレーニング記録の現在の方法
今のトレーニング記録の方法の中には、スマートウォッチみたいなウェアラブルデバイスに依存しているものがあるんだ。でも、これらはしばしばユーザーがアプリにアクセスして活動を記録する必要がある。別のアプローチとして、トレーニングマシンに組み込まれたセンサーがあって、でもそれだと追跡できるエクササイズの数に限りがあることもあるよ。
エクササイズ認識の改善
研究によれば、動きを感知する加速度計みたいなセンサーを使うと、さまざまなエクササイズを認識するのに役立つんだ。ただ、既存の多くのソリューションは、日常のユーザーにとって便利じゃない複雑な設定が必要だったりする。だから、このプロジェクトの目標はそのプロセスを簡素化することなんだ。
提案されているIoTシステム
提案されているシステムは、3つの主要なコンポーネントがあるよ:
- ビーコン: センサーが装備された小さなデバイスで、ジムの器具に取り付けられている。機器が使われているときや、何回のリピートが行われたかを感知するんだ。
- スマートデバイス: ユーザーはスマートウォッチやスマートフォンを使って、アプリに触れなくてもビーコンからデータを受け取れる。
- ゲートウェイ: ビーコンからデータを収集してクラウドに送信するデバイス。ジムの管理者が情報に簡単にアクセスできるようにダッシュボードも提供するんだ。
ビーコンの仕組み
ビーコンは非常に低電力消費で設計されていて、小さなバッテリーで最大400日も持つことができるんだ。運動機械が使われているときに信号を送信して、その情報にはどの機械が使われているかや、どれだけ運動したかが含まれているよ。
ゲートウェイの役割
ゲートウェイはビーコンとクラウドサーバーの間の橋渡しの役割を果たす。ビーコンからの信号を受け取って、すべてのトレーニングデータを収集するんだ。その集めたデータは、クラウドに送信されて、ユーザーやジムの管理者がアクセスできるように保存される。
ジム管理者のためのダッシュボード
ダッシュボードはジムの管理者に機器の使用状況を視覚的に監視できるようにしてくれる。いつ機械が最も使用されているのか、どの器具がメンテナンスや交換を必要としているかが見える。これによって、ジムのオーナーは施設についてより良い判断ができるんだ。
ユーザー体験
ユーザーはスマートウォッチやスマートフォンアプリを使ってシステムとやり取りできるよ。クリックひとつでアプリがビーコンをスキャンし始める。器具からビーコンを検出すると、アプリが手動入力なしでトレーニングを記録してくれる。これでユーザーはトレーニングに集中できて、記録を心配する必要がないんだ。
初期テスト
大学のジムでの初期テストでは、システムがどれだけ機能するかを試したよ。ビーコンをいろんな機械に取り付けて、どれくらいトレーニングを追跡できるかを調べたんだ。結果は、システムが大体の分でリピートを正確に追跡できることが分かった。ただ、データ収集のタイミングによっては信号が失われるなど、いくつかの小さな問題があったよ。
将来の改善
初期テストは良い結果を示しているけど、まだやるべきことがたくさんあるんだ。将来の取り組みでは、もっと多くのビーコンを作ってシステムの機能を拡張することに焦点を当てるよ。ここにシステムをより良くするためのアイデアがある:
- もっと多くの器具タイプ: フリーウェイトを含む、追跡できるエクササイズの種類を増やす。
- データ保存: 過去のトレーニングデータを保存できる機能を追加して、ユーザーが自分の進捗を見返せるようにする。
- ウエイトトラッキング: ユーザーがトレーニング中に持ち上げる重さを測定する方法を構築する。
結論
この提案されたIoTソリューションは、ジムのエクササイズ記録をシンプルで自動的な方法で提供することを目指しているよ。長持ちする低電力ビーコンを使って、ジムに通う人は運動に集中できて、システムが他のことを管理してくれるんだ。ジムの管理者はリアルタイムデータの恩恵を受けて、器具やサービスについてより良い判断ができるようになる。初期のテストでは、システムの精度はほぼ完璧で、さらなる改善があれば、どのジムでも標準の機能になれるかもしれないね。
最後に
このシステムの目標は、より効率的で楽しいジム体験を作ることだよ。トレーニングを追跡するのに必要な努力を減らすことで、ユーザーはフィットネスルーチンにしっかりと没頭できる。その一方で、しっかり管理されたジム環境の恩恵を享受できるんだ。テクノロジーが進化し続ける中で、ジムへのIoTの統合はフィットネスの未来にとって有望な方向に思えるね。
タイトル: Fully Automatic Gym Exercises Recording: An IoT Solution
概要: In recent years, working out in the gym has gotten increasingly more data-focused and many gym enthusiasts are recording their exercises to have a better overview of their historical gym activities and to make a better exercise plan for the future. As a side effect, this recording process has led to a lot of time spent painstakingly operating these apps by plugging in used types of equipment and repetitions. This project aims to automate this process using an Internet of Things (IoT) approach. Specifically, beacons with embedded ultra-low-power inertial measurement units (IMUs) are attached to the types of equipment to recognize the usage and transmit the information to gym-goers and managers. We have created a small ecosystem composed of beacons, a gateway, smartwatches, android/iPhone applications, a firebase cloud server, and a dashboard, all communicating over a mixture of Bluetooth and Wifi to distribute collected data from machines to users and gym managers in a compact and meaningful way. The system we have implemented is a working prototype of a bigger end goal and is supposed to initialize progress toward a smarter, more efficient, and still privacy-respect gym environment in the future. A small-scale real-life test shows 94.6\% accuracy in user gym session recording, which can reach up to 100\% easily with a more suitable assembling of the beacons. This promising result shows the potential of a fully automatic exercise recording system, which enables comprehensive monitoring and analysis of the exercise sessions and frees the user from manual recording. The estimated battery life of the beacon is 400 days with a 210 mAh coin battery. We also discussed the shortcoming of the current demonstration system and the future work for a reliable and ready-to-deploy automatic gym workout recording system.
著者: Sizhen Bian, Alexander Rupp, Michele Magno
最終更新: 2023-05-27 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2305.17594
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2305.17594
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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